Диссертация (Разработка и исследование высокоэффективных малотоннажных установок сжижения природного газа), страница 31

2006. № 31(12). P. 2005-2019.179. Sammeraurer I. Comparative study of the acceleration performance of truckDiesel engine with exhaust - gas. Turbocharger and with Pressure - WaveSupercharger Comprex / I. Sammeraurer [et al.] // Turbocharging andTurbochargers Conf. London, 1978. P. 165-173.180. Schwarzbauer G.E. Turbocharging of tractor engines with exhaust gasturbochargers and the BBC-Comprex / G.E.

Schwarzbauer // Turbocharging andTurbochargers Conf. London, 1978. P. 161-164.181. Sprenger H.S. Uber thermische Tffernt in Resonsnzrohren Vitteilungen ausdem Institute fur Aerodynamic. E.T.H. Zurich. 1954. № 21. S. 18-35.182. Wunsch A. Zum Stand der Entwicklung von gasdynamischenDruckwellennaschinen fur die Aufladung von Dieselmotoren / A. Wunsch //Brown Boveri Mitteilungen. 1968.№8, Vol. 55.

S. 440-447.183. Wunsch A. Zum Stand der Grauschbildung ungleichmassing Laufer aufDruckwellenmaschinen mit Hilfe der Fourferanalyse / A. Wunsch // Brown BoveriMitteilungen. 1971. № 4/5, Vol. 58. S. 107-171.184. Zelmder G. Berechnung von Druckwellen in der Auflaedetechnick / G.Zelmder // Brown BoveriMitteilungen. 1971. №. 4/5, Bd. 58. S. 172-176.185. Zumdieck J.P. The energy exchanger in advanced power cycle system / J.P.Zumdieck [et al.] // Proc. 14th Intersoc.

Energy Convers. Eng. Conf. Boston.Washington: D.C., 1979. Vol. 2. P. 1979-1984.274ПРИЛОЖЕНИЕ275ПРИЛОЖЕНИЕТаблица П.1.1Данные опытно-промышленной эксплуатации№ экспериментаИзмеряемыйпараметрТочкацикла123.03.2005223.09.2005302.11.2005416.12.2005528.12.2005602.03.200612345678Расход G, нм3/чНа входе вустановкуОбратногопотока изустановкиНа сжатие вэжектор1277428993023305028172733121800200019001975195018509210170180225180150Температура Т, КНа входе вустановкуПослетеплообменника№1Послетеплообменника№2128629528927227928622672702712572612653234241238233240237276Таблица П.1.1 (продолжение)1На входе вэжекторПосле дросселяНа сжатие вэжекторОбратногопотока втеплообменник№3Обратногопотока втеплообменник№1Обратногопотока изтеплообменника№1На входеэжектораНа сжатие вэжекторОбратногопотока втеплообменник№32345678421521120820520921471341361351381381369148149150152150148101541551531551541541123123523323123323512285294288270278284420,52120,62019,618,790,420,520,490,480,470,45101,261,281,271,281,241,23277Таблица П.1.1 (окончание)12345678Давление, МПана входе вэжекторобратногопотока втеплообменник№3на сжатие вэжекторобратногопотока втеплообменник№3420,52120,62019,618,7101,261,281,271,281,241,2390,420,520,490,480,470,45101,261,281,271,281,241,23Уровень жидкости L (изменение за 1 час), ммУровень вхранилище СПГ-1290/1650260/650650/1030нет замера1600/2000 2400/2750278Таблица П.1.2Паспортные погрешности прямых измеренийПараметрАбсолютная ОтносительнаяЕдиница Измеряемаяпогрешность погрешностьизмерения величина%ДавлениеМПа10,011ДавлениеМПа250,251Температура°С-1000,350,35Температура°С+1000,350,35Таблица П.1.3Погрешности косвенных измеренийПараметрОтносительнаяпогрешность%xЭlmin ожижlдηтерм1,20,451,18279Таблица П.1.4Состав природного газа на входе в установку (по данным аналитической лаборатории МГПЗ)№эксперимента123456Кислород0,1180,2070,0820,0270,0750,04Азот0,9161,5420,9900,8561,1391,078Метан96,89896,72197,44498,10697,41497,162Этан1,4581,1031,0910,6430,9341,235CO20,0570,0170,0360,0410,0440,057Пропан0,4150,30,3020,2480,2910,301Изобутан0,0580,0450,0410,0390,0460,053Норм.

бутан0,0620,0490,040,0300,0410,055Изопентан0,010,0090,0070,0060,0090,01Норм. пентан0,0070,0060,0040,0030,0060,0069Удельн.вес0,69030,68960,68570,68140,68580,6879280Таблица П.1.5Параметры потоков рабочего тела в характерных точках цикла установки с двумя дроссельно-эжекторными ступенями иотдувкой низкокипящих компонентовТочкиДавлениеp, МПаТемператураT, KЭнтальпияi, кДж/кгЭнтропияs, кДж/кг·КРасход G,кг/кг сжим ПГ123456122300-40417,451,000222274,5-41227,171,000322238-42506,671,0004'22207,5-43616,170,824”22207,5-43616,170,1851,2151-43066,921,036'1,2150,9-39637,730,6526”1,2150,9-39637,730,02771,2150,9-49785,330,34980,6137,9-49785,360,34990,6137,6-43977,190,228100,6137,3-40878,040,207110,6139,3-50774,990,396120,35128,7-50775,000,396281Таблица П.1.5 (продолжение)123456131,2133,7-43535,040,027141,2133,7-17035,750,001151,2133,7-44755,010,026160,6125,5-44755,030,026170,6137-49435,340,374180,35129,2-45338,580,049190,35129,2-51224,740,347201,2233-37938,630,652211,2295-36689,110,65221’1,2300-36589,140,6522222300-38017,410,652233,5300-43198,730,3482422300-44887,460,348Результаты экспериментальных исследований РВКГ282Таблица П.2.1283Таблица П.2.1 (продолжение)284Таблица П.2.1 (продолжение)285Таблица П.2.1 (окончание)286286Таблица П.2.2Паспортные погрешности прямых измеренийПараметрЕдиницаизмеренияИзмеряемаявеличинаАбсолютнаяпогрешностьДавлениеМПа5,00,05Относительнаяпогрешность%1ДавлениеМПа2,50,0251Температура°С-1000,350,35Температура°С+1000,350,35Таблица П.2.3Расчетные погрешности косвенных измеренийПараметрПогрешность, %Степень расширения активного потока ПГ,Степень сжатия пассивного потока ПГ,πкπт22Адиабатный кпд, ηsРасход ПГ, G5Число оборотов ротора, n0,55287П.3.

Исходные данные, параметры цикла в характерных точках и порядокрасчета эффективности установки на базе РВКГ для условий ГРСТаблица П.3.1Параметры характерных точек циклаТочкиТемпература T, KДавлениеp, МПаЭнтальпияi, кДж/кгЭнтропия s,кДж/кг КРасходОтносительныйG,расходкг/чG123456703000,72-452612,5428 7501,013003,1-454911,7428 7501,023003,1-454811,7653950,18833003,1-454911,7434 1401,193`3003,1-454911,7426 9700,9383``3003,1-454911,7471700,2494188,13,1-485110,4671700,2495178,53,1-50499,3671700,2496142,70,72-50459,7474570,2597142,70,72-53247,6928280,0988129,80,35-53247,7228280,0989129,80,35-53677,3225410,08510216,53,1-475810,93269700,93810`188,91,5-479211,07269700,938141830,72-478311,4731 6001,099152950,72-453712,5231 6001,099162950,72-453712,5226 2300,912173000,72-452612,5653950,18817’3001,45-453312,1653950,188288Энтропийно-статистический анализ распределения затрат энергии накомпенсацию производства энтропии в основных узлах и процессахожижительной установки с РВКГ1)Минимальнонеобходимыеудельныезатратыэнергиидлякомпенсации производства энтропии в теплообменнике ТОА1:S TOA1  ( s15  s14 )  G 14  (s3'  s10 )  G 10  ( s3  s 4 )  G 4  0,08lTOA1  TОС  S TOA1  22,52)МинимальнонеобходимыекДж,кг  KкДж.кг.сж.ПГудельныезатратыэнергиидлякомпенсации производства энтропии в теплообменнике ТОА2:S TOA2  ( s14  s13 )  G 13  (s 4  s5 )  G 5  0,01lTOA2  TОС  S TOA2  3,93)НеобходимыеудельныекДж,кг.сж.ПГ  KкДжкг.сж.ПГзатратыэнергиидлякомпенсациинеобратимости рабочих процессов в компрессоре КМ:Изотермическая работа компрессора:l изКМ  (TОС (s 0  s18 )  (i0  i18 ))G 0  217кДж.кг.сж.ПГПо статистическим данным для данного типа компрессора: изКМ  0,6289l дкм l из из 361,7кДж,кг.сж.ПГl КM  l д1  l из1  144,74)кДж.кг.сж.ПГАнализ процессов в РВКГ:Минимально необходимые удельные затраты энергии для компенсациипроизводства энтропии в детандерной части РВКГ:S дРВКГ  (s11  s10 )  G 10  0,28l дРВКГ  TОС S дРВКГ  84,3кДж,кг.сж.ПГ  KкДж.кг.сж.ПГРабота расширения в детандерной части РВКГ:l дРВКГ  (i10  i11 )G 10  60,97кДж.кг.сж.ПГИзотермическая работа сжатия в компрессорной ступени РВКГ:l изкРВКГ  (TОС (s17  s 2 )  (i17  i 2 ))G 17  41кДж.кг.сж.ПГНеобходимые удельные затраты энергии для компенсации необратимостирабочих процессов в компрессоре РВКГ:l кРВКГ  l дРВКГ  l изкРВКГ  20кДж.кг.сж.ПГ2905)Минимальнонеобходимыеудельныезатратыэнергиидляэнергиидлякомпенсации производства энтропии в дросселе Др 1:S ДР1  ( s8  s 7 )  G 8  0,002l ДР1  TОС S ДР1  0,76)МинимальнонеобходимыекДж,кг.сж.ПГ  KкДж.кг.сж.ПГудельныезатратыкомпенсации производства энтропии в эжекторе ЭЖ:S эж  S 6 G 6  S 5 G 5  S12 G 12  0,08l эж  TОС  S эж  23,17)кДж,кг.сж.ПГ  KкДж.кг.сж.ПГИзотермический эффект дросселирования обусловленный работой«отдаленного» компрессора:q КМ  G 0 (i0  i1 )  238)кДж.кг.сж.ПГИзотермический эффект дросселирования обусловленный работойкомпрессорной части РВКГ:q РВКГ  G 17 (i17  i 2 )  3,89)кДж.кг.сж.ПГХолодопроизводительность детандерной части РВКГ:291q дРВКГ  (i10  i11 )G 10  60,9710)кДж.кг.сж.ПГТеоретическая (полная) удельная холодопроизводительность цикла:q   q КМ  q РВКГ  q дРВКГ  87,711)кДж.кг.сж.ПГЗатраты работы на компенсацию теплопритоков из окружающейсреды:l из 2,47 ,ql ОС  qОС    4,912)кДж.кг.сж.ПГМинимальная работа ожижения:l min  TОС ( s 0  s9 )  (i0  i9 )  726l min X  l min G 9  61,913)кДж,кг.СПГкДж.кг.СПГСуммарная действительная работа:l д  lTOА1  lTOА2  l ДР1  l кРВКГ  l дРВКГ  l ОС  l ЭЖ  l min X 292 l КM  366кДжкг.сж.ПГ.Расхождение результатов вычисления действительной работы:  366 – 361,7= 4,35кДж, т.е.

1.2 %.кг.сж.ПГ14) Степень термодинамического совершенства:l min Xl д 0,171 .293Таблица П.4.1Расчетные параметры в характерных точках установки с каскаднымпредварительным охлаждением1Давление P,МПа22Температура T,K300Энтальпия i,кДж/кг-4854Энтропия s,кДж/кг К8,18222274,2-49517,843122238-50967,283222203,2-52316,67422189,1-52826,451,15154,1-52587,061,15154,1-54235,9370,38134,6-54235,9980,38134,6-54995,4290,38134,6-50378,85101,15154,1-50238,53111,15198-49119,17121,15290-470010,02131,15300-467610,12Точки294П.5.

Исходные данные, параметры цикла в характерных точках и порядокрасчета эффективности установки с внешним азотным рефрижераторнымдетандерным цикломИсходные данныеTOC  300 КqОС1  1,5qОС2  5кДжкг сж. R22кДжкг сж. ПГ– средняя температура окружающей среды;– удельная величина теплопритоков из окружающейсреды к теплообменнику Х и холодильной машине;– удельная величина теплопритоков из окружающейсреды к основным теплообменникам и азотному контуру;TM  313 К– температура масла;из1 ,из2 ,из3  0, 6– изотермический КПД процесса сжатия ПГ, сжатия азотав циркуляционном компрессоре и компрессоре сжатияутечек соответственно;ηад1  0,7– адиабатный КПД процесса сжатия в компрессоре ТДКА;ηад2  0,8– адиабатный КПД процесса сжатия во фреоновомкомпрессоре;ηS  0,8– адиабатный КПД процесса расширения в детандереТДКА.Определение основныххарактеристик рабочихпроцессов циклаиустановки.Результаты расчетов параметров характерных точек цикла сведены втабл.